Поняття виробничого і технологічного процесів

Сукупність дій, унаслідок яких заготовки і напівфабрикати перетворюються у готову продукцію, що відповідає своєму службовому призначенню, являє собою виробничий процес. У машинобудуванні виробничий процес охоплює наступні аспекти виробництва: підготовку засобів виробництва і організацію обслужування робочих місць; отримання і зберігання заготовок і напівфабрикатів; усі стадії виготовлення деталей машин; складання вузлів та виробів; транспортування заготовок, деталей, вузлів і готових виробів; технічний контроль на всіх стадіях виробництва; пакування готової продукції та інші дії, пов’язані з випуском виробів.

Технологічний процес – це частина виробничого процесу, що безпосередньо пов’язана з зміною предмета праці, перетворенням його у готову продукцію та складається з ряду операцій, що виконуються у певній послідовності. На машинобудівних заводах технологічний процес включає наступні стадії: виробництво заготовок, їх обробка та складання машини.

Суттєву роль у машинобудуванні відіграє заготовче виробництво, оскільки воно є важливою частиною всього технологічного комплексу. У даний час для отримання заготовок застосовують такі способи: литво (виготовлення зливок у формах з неметалевих матеріалів; по виплавлених моделях спеціальні види литва), обробку тиском (прокатка, пресування, штампування, гнуття), а також зварювання. На сучасному етапі тенденція розвитку зазначених методів отримання заготовок полягає у тому, щоб розміри і конфігурації заготівок були максимально наближеними до готових деталей, тобто вимогам до мінімальної обробки.

Метод обробки характеризується видом використаної енергії, способом дії інструмента на заготовку та схемою обробки певної поверхні заготовки. При обробці використовують такі види енергії: механічну (обробка металів різанням і тиском), хімічну, світлопроміневу, ультразвукову, плазменну. За способом дії інструменту на оброблювану заготовку розрізняють вид контакту (точковий, лінійний, просторовий) і характер контакту (безперервний, перервний, імпульсний та вібраційний).

Під технологічним процесом механічної обробки розуміють послідовну зміну геометричних форм, розмірів і якості поверхні заготовки до отримання готової деталі. Механічна обробка різанням найбільш універсальна й широко розповсюджена (приблизно 80% деталей машин підлягає обробці різанням). Існують наступні різновиди технологічного процеса: диференційований і концентрований.

Диференційований технологічний процес – технологія обробки заготовки, що складається з ряду простих операцій. Вони виконуються на окремих верстатах, а повна обробка – на багатьох верстатах з багаторазовим установом. Зазначений процес забезпечує велику гнучкість виробництва, що дуже важливо при частій зміні випускаючих виробів, зокрема, просте технологічне обладнання та оснащення сприяють скороченню термінів підготовки до випуску нових виробів.

Концентрований технологічний процес обробки заготовки заснований на з’єднанні ряду простих операцій в одну більш складну. Так, одночасно можна обробляти декілька поверхонь заготовки великим числом інструментів. Висока концентрація технологічного процесу характеризується малим числом складних операцій і забезпечує більш високу продуктивність праці, скорочує трудомісткість виготовлення виробу і підвищує точність обробки.

Залежно від ступеня точності, чистоти поверхні, геометричних форм і вимог якості визначаються характер і кількість операцій. У загальному випадку при виробництві машин обробка заготовок розподіляється на три послідовні стадії:

1. Чорнову обробку, при якій знімають основну масу матеріалів у вигляді припуску та спрямовану на своєчасне виявлення браку по раковинах та інших дефектах матеріалів.

2. Чистову обробку, точність якої не перевищує 7 – 8 квалітетів і має проміжне значення.

3. Остаточну обробку, при якій забезпечуються задані точність і шорсткість поверхонь деталі.

На користь такого розподілу говорять наступні міркування. При чорновій стадії обробки мають місце порівняно великі похибки, що викликаються деформаціями технологічної системи від сил різання та закріплення заготовок, станом обладнання (як правило, чорнова обробка виконується на зношеному або неточному обладнанні робітниками більш низької кваліфікації), а також за рахунок інтенсивного нагріву. Після вказаної обробки в результаті перерозподілу залишкових напружень у матеріалі заготовки спостерігаються її найбільші деформації. Групуючи обробку за зазначеними стадіями, ми даємо можливість більш повно виявитися деформаціям до їх усунення на останній стадії, тобто остаточної обробки. Такий підхід зменшує ризик випадкового пошкодження остаточно оброблених поверхонь у процесі обробки та транспортування.

Технологічний процес складання пов’язаний з послідовним з’єднанням деталей у вузли (вузлове складання), вузлів і деталей у виріб (загальне складання). Для її реалізації необхідно здійснити ряд допоміжних дій, що нерозривно пов’язані з процесом з’єднання елементів. Так, при обробці заготовки різанням виконують ряд допоміжних (додаткових) дій, наприклад, установлення та закріплення заготовки для обробки, відкріплення та зняття її після обробки, пуск і зупинка верстата. До додаткових дій у процесі складання відносять установку базової деталі в складальний пристрій, надівання гайковерта на гайку та ін. Зазначені дії не змінюють форму, розмір і якість заготовки, деталі або взаємозв’язок між ними при складанні. Разом з цим вони забезпечують виконання основних прийомів обробки, пов’язаних із зміною якісного стану оброблюваного або складуваного об’єкта.

Технологічний процес обробки заготовок деталей (або складання) оцінюють трудо- та верстатомісткістю.

Трудомісткість – час, що витрачається робітником певної кваліфікації на виконання технологічного процесу обробки заготовки або її частин. Розрізняють розрахункову та фактичну трудомісткість, що вимірюється в трудо-годинах.

Верстатомісткість – характеризує час, що витрачається верстатом на обробку однієї заготовки деталі. Вимірюється даний показник у верстато-годинах. При здійсненні обробки на автоматизованому обладнанні вказані показники завжди різні, але верстатомісткість вище іншого показника. Це пояснюється тим, що робітник в цьому разі обслуговує кілька верстатів, завантажує на обробку та знімає оброблені заготівки, не зупиняючи верстати. Робочий час складається із часу, що витрачається на завантаження та розвантаження верстатів, їх підналагоджування та заміну різального інструмента. Під час проектування технологічного процеса поточної лінії верстатомісткість сприяє визначенню потрібної кількості верстатів, а трудомісткість – числа робітників.

Способами виконання технологічного процесу виготовлення є обладнання, оснащення, налагоджування та підналагоджування.

Технологічним обладнанням називаються способи технологічного оснащення, в яких для виконання певної частки процесу розміщують матеріали або заготовки, засоби дії на них, а також технологічна оснастка. До нього відносяться верстати, печі, випробувальні стенди і т.д.

Технологічна оснастка – це способи технологічного оснащення, що доповнюють технологічне обладнання для виконання певної частини процеса виготовлення, наприклад, різальний та вимірювальний інструмент, штампи, пресформи, пристрої.

Налагоджування – підготовка технологічного обладнання та оснастки для виконання виробничої операції. Прикладом цього способу може бути встановлення пристрою та інструментів на верстаті, переключення швидкості або подачі і т.д.

Підналагоджування – додаткове регулювання технологічного обладнання або оснастки при виконанні операції для відновлення досягнутих в процесі налагоджування значень параметрів.

Слід відмітити, що під час проектування технологічні процеси обробки заготовки та складання машини розподіляють на складові частини або елементи. Це дозволяє побудувати найбільш раціональну технологію й розрахувати норми часу.